Источником электронов является тонкая вольфрамовая нить (диаметром около 0,1 мм), которая нагревается переменным током до температуры около 2000° С. Вершина нити находится у небольшого отверстия в фокусирующем электроде, к которому подведено высокое напряжение. Под влиянием напряжения сосредоточивается пучок электронов, выходящих из отверстия на определенном участке. Между катодом и анодом, который заземлен (потенциал равен нулю), подключено напряжение в несколько десятков тысяч вольт (ускоряющее напряжение). Ускоренные электроны устремляются через отверстие в колонку микроскопа. Система из катодной нити, фокусирующего электрода и анода — электронная пушка. Пучок электронов, выходящий из отверстия фокусирующего электрода, попадает в магнитное поле линзы, которая сужает его и фокусирует на образце. В объективной линзе получается первоначальное изображение. Чтобы увеличить его, необходимо фокусное расстояние объективной линзы по возможности сделать более коротким, сосредоточив интенсивное магнитное поле на небольшом участке. Исследуемый образец на специальном держателе помещают близко к фокальной плоскости линзы Пучок электронов, проходя через исследуемый объект, взаимодействует с его атомами с его атомами к рассеивается. От величины и характера рассеивания зависит качество изображения. Рассеиваемые электроны попадают в поле объективной линзы. Для повышения контрастности изображения в объективную линзу вводят диафрагму. Электроны, отклоненные объективом на угол, больший в соответствии с диаметром диафрагмы (0,025—0,05 мм), задерживаются и не искажают изображения. Первичное изображение исследуемого объекта увеличивается проекционной линзой, его запечатлевают на фотопленке.